[發明專利]用于連接復合材料的咬合接頭

有效

• 申請號: 201510460708.X
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN105019561B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 李峰;李飛;潘大榮;王建平;李水揚;張恒銘;呂亞茹
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E01D22/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱沉雁

技術領域

本發明屬于結構工程復合材料構件連接領域，具體涉及一種用于連接復合材料的咬合接頭。

背景技術

與纖維增強復合材料相比，傳統材料具有剛強、輕質、耐腐蝕等特點，其已經在航空航天領域得到廣泛應用，在民用方面也得到了越來越多的重視，如橋梁加固搶修，替代傳統鋼材的應急救援橋梁等方面，其材料加工和生產工藝也趨于成熟。

在大量的復合材料應用過程中，連接問題是制約進一步發展的重大因素。傳統的復合材料連接方式主要有膠連接、機械連接和膠-機械連接。其中傳統膠連接直接采用膠粘方式在節點處將匯交的粘接在一起，受膠粘劑強度影響，其強度較低，不能作為主承力構件使用。機械連接通過鉆孔方式結合螺栓進行連接，破壞了構件的整體性，通常出現應力集中現象，大大降低了構件承載力且施工工程量較大。膠-機械混合連接同樣面臨構件整體性破壞較大，存在很大應力集中，工程量較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于連接復合材料的咬合接頭，克服了膠接承載力不足和機械連接應力集中的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種用于連接復合材料的咬合接頭，用于連接復合材料管件，包括限位管和連接管，連接管設置在限位管一端，限位管外徑大于連接管的外徑，限位管和連接管內徑相同且相通，連接管外壁對稱設有兩個第一卡片，第一卡片長度與連接管長度相同，第一卡片外壁等間隔設置若干條凹槽，凹槽與凹槽之間形成突齒，第一卡片橫截面為劣弧。

所述凹槽優選螺旋型凹槽。

所述用于連接復合材料的咬合接頭，還包括纖維絲，纖維絲包裹在卡片外壁。

所述用于連接復合材料的咬合接頭，還包括碳纖維布，碳纖維布包裹在卡片外壁。

所述用于連接復合材料的咬合接頭材料為合金或鋼。

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：（1）整體性好，承載力強，無應力集中現象：通過外側齒槽纏繞纖維絲和纖維布的加強，形成了類似于機械齒的復合材料齒，其和復合材料固化在一起整體性好。

（2）結構簡單，易于固定。

附圖說明

圖1為本發明用于連接復合材料的咬合接頭的整體結構示意圖。

圖2為本發明用于連接復合材料的咬合接頭的連接狀態示意圖。

圖3為本發明用于連接復合材料的咬合接頭的側視圖。

圖4為本發明連接的復合材料管示意圖。

圖5為本發明圖4中復合材料管連接端的側視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

結合圖1、圖2和圖3，一種用于連接復合材料的咬合接頭，用于連接復合材料管件2，包括限位管1和連接管4，連接管4設置在限位管1一端，限位管1外徑大于連接管4的外徑，限位管1和連接管4內徑相同且相通，連接管4外壁對稱設有兩個第一卡片6，第一卡片6長度與連接管4長度相同，第一卡片6外壁等間隔設置若干條凹槽3，凹槽與凹槽之間形成突齒5，第一卡片6橫截面為劣弧。

所述凹槽3優選螺旋型凹槽。

所述用于連接復合材料的咬合接頭，還包括纖維絲8，纖維絲8包裹在卡片外壁。

所述用于連接復合材料的咬合接頭，還包括碳纖維布9，碳纖維布9包裹在卡片外壁。

所述用于連接復合材料的咬合接頭材料為合金或鋼。

結合圖1~圖5，一種用于連接復合材料的咬合接頭的應用：

一種用于連接復合材料的咬合接頭，用于連接復合材料管件2，包括限位管1和連接管4，連接管4設置在限位管1一端，限位管1外徑大于連接管4的外徑，限位管1和連接管4內徑相同且相通，連接管4外壁對稱設有兩個第一卡片6，第一卡片6長度與連接管4長度相同，第一卡片6外壁等間隔設置若干條凹槽3，凹槽與凹槽之間形成突齒5，第一卡片6橫截面為劣弧。

結合圖4和圖5，復合材料管件2一端設有與用于連接復合材料的咬合接頭的第一卡片6相匹配的第二卡片7，第二卡片7外壁等間隔設置若干條凹槽，凹槽與凹槽之間形成突齒，第二卡片7橫截面為優弧。

復合材料管件2設有第二卡片的一端與用于連接復合材料的咬合接頭的連接管4相連，第二卡片7與第一卡片6相互扣合，構成圓柱，其上的突齒對齊后呈螺旋狀，第二卡片7的端面頂住與其相連的限位管1的邊緣，構成限位。復合材料管件2的第二卡片7的內壁與連接管4的接觸面設有抹樹脂膠，采用纖維絲8或碳纖維布9將其包裹。將兩個用于連接復合材料的咬合接頭限位管1的另一端通過焊接，即可連接兩個復合材料管。

本發明通過用于連接復合材料的咬合接頭的第一卡片6的突齒和復合材料管外壁的第二卡片7的突齒相互扣合，形成了緊密的機械咬合，在外壁包裹纖維絲8或碳纖維布9，在纖維絲8或碳纖維布9的環向緊固作用下，形成了整體性較強的連接方式，克服了傳統單一膠連接強度低以及機械連接應力集中、整體性不好的缺點，具有操作簡便，精度高，技術簡單可行，實用性強的特點。